Терморегулятор своими руками: схема регулятора температуры, установка и настройка термостата для батареи отопления

Как правило, схема терморегулятора температуры воздуха достаточно проста, чтобы даже начинающий радиолюбитель смог с ней справиться. Так как детали к подобным приборам по отдельности стоят недорого, то можно собрать работающее устройство буквально «за копейки». Единственное, чему нужно уделять внимание, делая регулятор температуры своими руками, так это его безопасности.

Зачем нужен регулятор температуры на радиаторе

В настоящее время все большее количество потребителей приходят к выводу, что без терморегулятора ни одна отопительная система не может быть экономически выгодной и надежной. Регулятор температуры воздуха даже с ручными настройками способен создать и поддерживать в комнатах нужный микроклимат, а более сложные цифровые аналоги позволяют управлять «погодой» в доме, находясь от него на расстоянии.

Что дает установка терморегулятора на радиатор отопления:

• Поддержание одинакового нагрева воздуха в комнате даже тогда, когда за окном температура упала или, наоборот, поднялась. Если в отопительной системе нет подобного устройства, то в первом случае в помещениях станет прохладно, а во втором – жарко.
• Установка терморегулятора электронного или цифрового типа на радиаторах дает возможность регулировать температуру в зависимости от времени суток, так как они оснащены встроенным таймером. Так, когда в будние дни домочадцев нет дома до вечера, то можно выставить параметры более низкие, например +14-16°C с тем, чтобы они повысились к возвращению людей домой.
• Экономия энергоресурсов, так как при повышении температуры в комнате термостат перекрывает путь теплоносителю в радиатор до его остывания до нужного параметра. Особенно заметна экономия в автономных системах обогрева, хотя и при подключении квартиры к городской теплосети при наличии счетчика его работа так же значительно уменьшит счет за отопление.
• Комфорт и уют, вот что создает установка терморегулятора на радиатор.
• Безопасность – еще один «конек» термостатов. Как показывает практика их использования в отопительном контуре, они не допускают завоздушенности в трубах и радиаторах, и нормализую напор теплоносителя.

Это основные преимущества, которые получает потребитель, даже если сделан терморегулятор своими руками.

Подбирая устройство, следует учесть тип отопительной системы и материал, из которого изготовлены батареи и трубы. Сегодня на рынке представлены модели для чугунных радиаторов и стальных или алюминиевых, для однотрубных и двухтрубных контуров.

Последовательность действий при изготовлении терморегулятора

Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками, схема которого предусматривает наличие датчика, нужно проделать следующие шаги:

• В качестве корпуса можно приспособить старый электросчетчик.
• К месту, где у него нарисован «+» подсоединяется переменный резистор (потенциометр), который будет задавать температурные параметры.
• К знаку «-» на корпусе счетчика подсоединяется аналоговый датчик температуры LM335, который можно купить в любом магазине товаров для теплооборудования. Это самый простой и дешевый датчик, главной задачей которого будет отслеживать напряжение в сети. Как только на плюсе оно повысится, прибор отдает об этом сигнал реле, и ток начнет поступать к котлу или теплоноситель в систему. Когда показатель повышается на минусе, происходит обратный процесс, и устройство отключает обогреватель.
• Чтобы терморегулятор работал правильно, включая систему, когда температура воздуха в комнате опускается, например, до +20°C и выключая при нагреве до +25°C, нужно создать между плюсом и минусом связь.
• Для обеспечения питания можно использовать катушку, чтобы «превратить» ее в трансформатор. Подойдет та, что стояла в старом счетчике.

Так можно сделать самое примитивное устройство на 12В, тогда как схема электронного терморегулятора температуры содержит в своей основе электромагнитное реле, способное работать при 30 амперах.

Следует знать, что устройство, в основе которого термодатчик LM335, настраивается не на температуру воздуха, а на уровень напряжения в сети. Так, если нужно, чтобы воздух прогревался до +20 градусов, то выставляется параметр на 2.93 В.

Правила монтажа

Мало сделать регулятор температуры своими руками, его еще нужно правильно монтировать. Схема подключение комнатного термостата должна учитывать:

• Возле устройства не должно быть нагревательных приборов.
• Он не должен находиться под прямыми солнечными лучами.
• Высота установки терморегулятора от пола должна составлять не менее 80 см.
• Если радиатор закрыт коробом или гардиной, то следует сделать выносной датчик и закрепить его в нескольких метрах от рабочей части прибора.

Если предстоит подключение терморегулятора к батареям в автономной системе отопления, в функции которого будет входить отслеживание работы котла, то лучше отдать предпочтение покупному устройству той же фирмы.

Установка терморегулятора на батарею

Отопительная система – это единый «организм», в котором все элементы должны соответствовать друг другу и слаженно работать. Установка терморегулятора на радиатор отопления – это внедрение в него прибора, который должен полностью ему подходить по всем параметрам. Например, нельзя на чугунную батарею ставить термостат для алюминиевого радиатора, так как он попросту не выдержит напора воды или ее состава, если речь идет о городской теплосети.

Схема подключения терморегулятора следующая:

• Слив воды из радиатора и его отсоединение от контура.
• Если отопительная система однотрубная, то обязательно устанавливается байпас, чтобы носитель мог продолжать двигаться по трубам, когда ему перекрывается вход в батарею.
• Монтаж терморегулятора производится путем вкручивания его в отверстие, через которое теплоноситель подается в радиатор.

Вкручивая термостат, нужно отслеживать, чтобы стрелка на его корпусе была по направлению течения воды в системе.

• Термостатическую часть прибора следует установить горизонтально, но так, чтобы расположенный в нем датчик нагрева воздуха не попадал под воздействие температуры радиатора. Если отопительная система не позволяет этого сделать, то нужно монтировать устройство с выносным датчиком.
• Когда монтируется терморегулятор для двухтрубной системы отопления, то он ставится в отверстие радиатора, куда входит подающая труба, а на выходе закручивается шаровой кран.
• Радиатор подключается к контуру и проводится настройка терморегулятора и его проверка.

Довольно часто в отопительных системах используется трехходовой клапан с терморегулятором, который разделяет поток на две части и регулирует очередность подачи горячей и холодной воды. Он может быть как механического управления (ручка терморегулятора поворачивается вручную) и стоить недорого, так и автоматического с электроприводом.

Настройка термостата

Не зависимо от того, какой тип регулятора температуры используется, нужно придерживаться основных правил при их подключении. Настройки терморегулятора батареи отопления, как правило, не требуют особых знаний:

• Необходимо убрать все источники теплопотерь в комнате.
• Открыть клапан терморегулятора, провернув ручку до упора влево.
• Спустя время проверить, насколько поднялась температура в комнате. Если она стала выше на 6-7 градусов, то нужно ручку регулятора вернуть в исходное положение, провернув ее вправо.
• Медленно открыть клапан, создав оптимальный поток теплоносителя, который будет поддерживать температуру на одном уровне.

Так настраивается ручной термостат, тогда как у электронных аналогов все параметры указаны на дисплее. Достаточно внести их в устройство, чтобы дальше оно автоматически отслеживало изменения температуры воздуха в помещении.

Регулятор температуры воздуха в отопительной системе способен творить «чудеса» даже в условиях городской теплосети и создавать для людей комфортную жизнь и экономию средств. Конечно, схема регулятора температуры достаточно проста, чтобы сделать его своими руками, но настоящую гарантию качества и надежность работы обеспечивают исключительно приборы от производителей.

Простой терморегулятор своими руками

Огромное количество электрических приборов, используемых в быту и промышленности, основывают свою работу на определении уровня температуры окружающей среды. Измерительный элемент в них представляет собой датчик температуры, срабатывающий при нагревании или охлаждении до установленного уровня. Их можно приобрести в большинстве магазинов, ими комплектуются духовки, контроллеры и прочие устройства, но гораздо интереснее изготовить терморегулятор своими руками.

Пример простого терморегулятора

Далее мы рассмотрим принцип действия и варианты изготовления такой самоделки.

Немного теории

Любой терморегулятор конструктивно включает в себя три основных блока:

Теоретически температурный датчик можно представить набором из четырех сопротивлений, среди которых три резистора будут представлены элементами с постоянными электрическими параметрами, а четвертый переменным. Они собираются в схему измерительного полуплеча, приведенную на рисунке 1 ниже:

Рис. 1. Датчик из полуплеча резисторов

На схеме показан принцип соединения резисторов для получения температурного датчика. Как видите, сопротивление R2 является переменным и меняет физическую величину в соответствии с изменениями температуры окружающей среды. При подаче одного и того напряжения питания в терморегуляторе, при изменении сопротивления в плече будет возрастать ток в цепи.

На основании изменений происходит анализ температурных колебаний в результате которого рабочий орган вызывает срабатывание терморегулятора и последующее отключение или включение оборудования.

Для измерения сопротивления резисторов в качестве логического элемента устанавливается микросхема, работающая в режиме компаратора. Ее задача сравнить электрические сигналы в двух плечах. Пример схемы регулятора температуры приведен на рисунке:

Рис. 2. Принципиальная схема терморегулятора

Здесь блок микросхемы U1A принимает сигналы от измерителя температуры на входы 2 и 3. При достижении температуры срабатывания, в плечах начнет протекать разный ток, и компаратор выдаст на управляющий элемент электронного терморегулятора сигнал о включении.

При остывании датчика термометра ток в плечах терморегулятора уравняется, и электронный блок выдаст управляющий сигнал на отключение. Приведенная электронная схема работает в двух устойчивых состояниях – отключенном и включенном, чередование рабочих режимов происходит в соответствии с заданной логикой.

Эта схема терморегулятора используется в работе куллера персонального компьютера, получая электроснабжение от блока питания, происходит сравнение тока в плечах. Когда блок питания перегреется, терморегулятор переведет транзистор в противоположное состояние и вентилятор запустится.

Такой принцип может применяться не только в вентиляторах, но и в ряде других устройств:

• для контроля работы электрического отопления по температурным показаниям в помещении;
• для установки уровня температуры в самодельном инкубаторе;
• при подключении теплого пола для контроля его работы;
• для установки температурного диапазона работы двигателя, с принудительным охлаждением или отключением системы при достижении граничного значения температуры;
• для паяльных станций или ручных паяльников;
• в системах охлаждения и холодильном оборудовании с логикой снижения температуры в определенных пределах;
• в духовках, печах как бытового, так и промышленного назначения.

Сфера применения терморегулятора ничем не ограничена, везде, где вы хотите получить контроль уровня температуры в автоматическом режиме с управлением питания, такое устройство станет отличным помощником.

Обзор схем

В зависимости от типа элементов, входящих в состав терморегулятора, различают механические и цифровые терморегуляторы. Работа первых основана на срабатывании реле, вторые имеют электронный блок, управляющий процессами. Примеры работы нескольких схем рассмотрим далее.

Рис. 3. Схема терморегулятора №1

На приведенной схеме измерение происходит за счет резисторов R1 и R2, при температурных колебаниях переменный резистор R2 изменит величину падения напряжения. После чего через усилитель терморегулятора, представленный парой транзисторов, начнется протекание электротока через катушку реле K1.

Когда величина тока в соленоиде создаст магнитный поток достаточной силы, сердечник притянется и переключит контакты в другое положение. Недостатком такого терморегулятора является наличие магнитопроводящих частей, которые из-за гистерезиса вносят дополнительную поправку на температуру помимо измерительного органа.

Рис. 4. Схема терморегулятора №2

Данный терморегулятор, в отличии от механического термостата, не использует подключение реле, поэтому является более точным. Его применение оправдано в тех ситуациях, когда несколько градусов могут сыграть весомую роль, к примеру, при контроле температуры нагрева двигателя или в инкубаторе.

Здесь изменение температурного режима фиксируется резистором R5, благодаря которому терморегулятор изменяет электрические параметры работы. Для сравнения и усиления разницы поступающего с полуплеч электрического параметра применяется микросхема К140УД7.

Для контроля нагрузки в схеме устанавливается тиристор VS1, в данном примере терморегулятора ограничение составляет 150Вт, но при желании может подбираться и другой параметр. Но следует учитывать, что эксплуатация тиристора в качестве ключа приводит к его нагреванию, поэтому с увеличением мощности необходимо установить радиатор для лучшей теплоотдачи.

Создаем простой терморегулятор

При ремонте бытовой электротехники вы могли сталкиваться с ситуацией, когда со строя выходил терморегулятор. Хоть это и небольшая микросхема, устанавливаемая для контроля величины нагрева или охлаждения чего-либо.

Увы, стоимость такого элемента заводского изготовления довольно высока, поэтому куда выгоднее собрать терморегулятор самому. Схема достаточно простого самодельного терморегулятора приведена на рисунке ниже.

Рис. 5. Схема простейшего терморегулятора

Для его изготовления вам понадобится:

• понижающий трансформатор с 220 на 12 В;
• шесть диодов (в рассматриваемом примере используются IN4007);
• конденсаторы на 47 мкФ, 1 мФ и 2 мФ;
• микросхема для стабилизатора на 5В;
• транзистор (в рассматриваемом примере это КТ814А);
• стабилитрон с регулируемым параметром (TL431);
• резистивные элементы на 4,7; 160, 150 и 910 кОм;
• резистор с изменяемым сопротивлением на 150 кОм;
• термозависимый резистор 50 кОм;
• светодиод;
• электромагнитное реле 100 мА с питающим напряжением 12В (в рассматриваемом примере используется автомобильный вариант);
• кнопка и корпус.

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

• При помощи паяльника соберите вышеперечисленные детали на печатную плату, как показано на схеме выше.
• После этого выведите измерительный орган для терморегулятора на открытое пространство, чтобы установить в нужную локацию.

Рис. 6. Выведите измерительный элемент

• Установите переменный резистор на жесткий каркас и нанесите градуировку температурных режимов для настройки прибора.

Рис. 7. Установите регулятор на каркас и нанесите градуировку

• На клеммник подключите шнур питания.

Подключите питающий шнур к клеммнику

В данном случае клеммник взят со старого прибора, располагавшегося в корпусе.

• Подключите все отдельно размещенные элементы к плате и закройте корпусом.

После сборки терморегулятора его можно установить в любое место, к примеру, для обогрева и подключить в цепь питания электрического котла. В случае, когда радиаторы отопления нагреют помещение до установленной температуры, контакты реле разорвут цепь и прекратят электроснабжение. При остывании цифрового термометра, снова произойдет включение отопления и снова пойдет нагрев. Если вас не устраивает температурный режим, его можно изменить настройкой датчика.

Видео по теме